一定間隔でサンプリング

タイマーを利用した自動サンプリング

前回まで、AD変換モジュールの基本的な使い方を見てきました。今後コンフィグレーション等は、前回までと全く同じものを使用していくことにします。（テスト基板のハードウェアに変更が生じない限り）今回はより実用的な使い方として、タイマーモジュールと組み合わせて一定時間間隔でAD変換を実行することを試してみます。実際の信号処理では入力波形のアナログ値を一定間隔でサンプリングしてメモリ上にどんどん保存し、その一連の値を時間の関数と見なして処理を行う…というのがメジャーだと思います。その基礎として、簡単なプログラムを組んでみます。

dsPICのAD変換モジュールは、タイマー３と連携しています。タイマー３のカウンタの値が設定値をこえると、自動的にAD変換が実行されます。AD変換モジュールの方の割り込みを許可しておけば、AD変換終了と共に割り込み用の関数へ飛びますので、そこで処理を記述…という流れになります。

AD変換モジュールとハードウェア的に連携することができるのはタイマー３だけですが、べつにプログラム上では「タイマー１で時間間隔設定→タイマー１の割り込み関数内でAD変換の処理を記述」という感じで記述してやれば、タイマー１の使い方さえ知っていれば新しい事を覚えずに済みます。。。
しかし、タイマー１は機能豊富で、いざという時のために温存（？）しておきたいので、ここでは今後の拡張性なども考慮してタイマー３の方を使う方法を選びます。

ソースコード

今回のプログラムの仕様は、0.5[秒]間隔でAD0入力ピンの電圧をAD変化し、ポートEのLED（緑色、6個）に出力します。変換のタイミングごとに、ポートDの赤色LEDが点滅するようになっています。

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//一定時間間隔でAD変換　　＠dsPIC30F4012
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//ヘッダファイル
#include "p30f4012.h"
#include "timer.h"
#include "adc10.h"


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//コンフィギュレーション
_FOSC(CSW_FSCM_OFF & XT_PLL8);     //10MHzセラロックを使っているのでクロックは80MHz。
_FWDT(WDT_OFF);
_FBORPOR(PBOR_ON & BORV_20 & PWRT_64 & MCLR_EN);
_FGS(CODE_PROT_OFF);


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//タイマー用のコンフィグ
unsigned int T3config = T3_ON & T3_GATE_OFF & T3_PS_1_256 & T3_SOURCE_INT;


 //タイマー３のカウント上限値設定（設定周期Ｔ[s]のための計算方法）
 //システムクロックが80[MHz]の場合、１サイクル（４クロック）あたり、Tcy=4/(80*10^6)[秒]
 //今回の設定では、タイマー側で1/256に分周されます。
 //よって、タイマー３のコンペア・レジスタの値は、T[s] = Tcy*256*(SampleTime-1)　ですから…
 //SampleTime = T/(Tcy*256) + 1　…となります。
 //ここでは、0.5秒ごとにAD変換実行します。

unsigned int SampleTime = 39063; //16ビットint型の最大値「65535」を超えないように！！



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//AD変換用のコンフィグ

unsigned int ADconfig1 = ADC_MODULE_ON & ADC_IDLE_STOP & ADC_FORMAT_INTG & ADC_CLK_TMR 
                         & ADC_AUTO_SAMPLING_ON & ADC_SAMPLE_SIMULTANEOUS & ADC_SAMP_ON;

unsigned int ADconfig2 = ADC_VREF_AVDD_AVSS & ADC_SCAN_OFF & ADC_CONVERT_CH0 & ADC_SAMPLES_PER_INT_1 
                         & ADC_ALT_BUF_OFF & ADC_ALT_INPUT_OFF;

unsigned int ADconfig3 = ADC_SAMPLE_TIME_1 & ADC_CONV_CLK_SYSTEM & ADC_CONV_CLK_8Tcy;

unsigned int ADconfigPORT = ENABLE_AN0_ANA;

unsigned int ADconfigSCAN = 0;

unsigned int ADconfigCH0 = ADC_CH0_POS_SAMPLEA_AN0 & ADC_CH0_NEG_SAMPLEA_NVREF;



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//メイン関数

int main(void)
{

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 //ポート初期設定
 TRISB = 0x01;  //ポートBは0ビット目だけAD変換用入力
 TRISE = 0x00;  //ポートEは出力（緑色LED）
 TRISD = 0x00;  //ポートDも出力（赤色LED）
 PORTD = 0xff;


 //-------------------------------------------------------------------
 //AD変換モジュールの初期設定
 OpenADC10(ADconfig1,ADconfig2,ADconfig3,ADconfigPORT,ADconfigSCAN);
 SetChanADC10(ADconfigCH0);  //チャンネル設定
 ConfigIntADC10(ADC_INT_ENABLE & ADC_INT_PRI_5);  //AD変換機からの割り込みを許可


 //-------------------------------------------------------------------
 //タイマー３の初期設定
 OpenTimer3(T3config,SampleTime);


 //-------------------------------------------------------------------
 //何もしないで、割り込み待ち
 while(1);


}



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//タイマー３からの割り込みでAD変換後、AD変換終了時に呼ばれる関数。
void __attribute__((__interrupt__,__shadow__)) _ADCInterrupt(void)
{
 //割り込みフラグをクリアしておく
 IFS0bits.ADIF = 0;

 //PORTEの緑色LEDへ、変換結果を出力
 PORTE = ReadADC10(0);

 //赤色LEDのON/OFFを入れ替える
 PORTD = !PORTD;

}

注意点

ほとんどはAD変換の最初のテストプログラムと同じです。メイン関数もただ初期設定だけをして、あとはwhile(1)で割り込み待ちです。
（このwhile(1)を書かないと…プログラムが毎回終わってしまって正常に割り込み待ち動作をしなかったような気がします　汗）
流れとしては非常に単純です。

タイマー３モジュールはタイマー１の時と同じで、各種コンフィグを設定してOpenTimer3()関数を呼ぶだけです。サンプリング周期の設定はタイマー内のカウンタと、上限値レジスタとの比較によって行う（コンペアマッチ）のですが、この上限値レジスタの値はOpenTimer3()関数の２番目の引数です。上限値レジスタの値はunsigned int型として扱われているので、「65535」より大きい値を入れないように注意します。（65535をオーバーするとなんかオカシイ時間でサンプリングします…）

AD変換モジュールのコンフィグは、１箇所だけ変更が必要です。例の、タイマー３のコンペアマッチをトリガとして AD変換を実行するための設定です。

unsigned int ADconfig1 = ADC_MODULE_ON & ADC_IDLE_STOP & ADC_FORMAT_INTG & ADC_CLK_TMR & ADC_AUTO_SAMPLING_ON & ADC_SAMPLE_SIMULTANEOUS & ADC_SAMP_ON;

…赤字の部分です。AD変換開始のトリガを「TMR」、タイマーに設定します。これで、タイマー３のカウンタが設定値に達したときにAD変換が実行されます。

AD変換モジュールからの割り込み関数の書式

void __attribute__((__interrupt__,__shadow__)) _ADCInterrupt(void)
{

 //処理内容

}

これは…もはや、コピペしかないと思います（汗）

一定間隔でサンプリング

タイマーを利用した自動サンプリング

ソースコード

注意点

AD変換モジュールからの割り込み関数の書式

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